【発明の詳細な説明】
レトルト適性ポリマーフィルム
発明の背景
1.発明の分野:
本発明はポリマーフィルムに関するものである。より詳細には、本発明は改良
された機械的特性および気体遮断性を備え、かつレトルト処理(retorti
ng)に耐えうるポリマーフィルムに関するものである。2.先行技術の説明:
技術分野においてポリオレフィンフィルム、たとえばポリエチレンおよびポリ
プロピレンがそれらの比較的高い耐湿性のため一般的な包装材料であることは知
られている。しかしこれらのポリオレフィンは酸素を含めた気体に対するかなり
高い透過性をも有し、従ってそれらは単独で使用した場合には酸素感受性材料、
たとえば食品の包装には不適当である。
これに対しビニルアルコールのポリマーおよびコポリマー、たとえばポリビニ
ルアルコールおよびエチレンビニルアルコールは、気体透過に対して卓越した抵
抗性をもつ。しかしエチレンビニルアルコールおよびポリビニルアルコールのフ
ィルムは両方とも、水分の存在下ではこの望ましい特性を失う傾向がある。さら
に、ビニルアルコールフィルムがたとえば約240℃以上の高温に暴露されるか
、または熱に長期間暴露されると、フィルムはゲルを形成し、分解するであろう
。
実質的に純粋なエチレンビニルアルコールおよびポリビニルアルコール化合物
をポリオレフィン層間に挟むことが望ましいが、それらの化合物は多くのポリマ
ーフィルムに良好に接着しない。さらに、内部層の純粋なビニルアルコール含量
がそれを他のポリマーとブレンドすることによって低下するのに伴って、その酸
素遮断性も低下する。
同様に包装用フィルムの成分として一般に使用されるものはポリアミドポリマ
ーおよびコポリマーである。
それらの先行技術フィルムの例は米国特許第4,254,169;3,595
,740;および5,055,355号明細書に記載されている。
包装材料に適したフィルム積層品にとって重要な他の特性は、それが低温殺菌
または滅菌などの過程でしばしば受ける熱および屈曲の組み合わせに耐える能力
である。しかし酸素遮断層を含む既知の積層品の多くは、それらが約80−約1
30℃の温度を受けるそのような過程に全く不適当である。これらの既知の遮断
性積層品は、それらの軟化点が低いためそれらの構造一体性を保持することがで
きない。遮断成分としてアルミニウム箔を使用する他の積層品はそのような過程
でピンホールを形成する傾向があり、このためそれらもそのような用途に不適当
である。そのようなピンホールは酸素透過性を著しく高める原因となるからであ
る。この傾向は箔を2枚の二軸配向フィルム間に挟むことにより制御しうるが、
そのような積層品は不便であり、製造するのに経費がかかり、熱成形することが
できない。
改良された機械的特性および気体遮断性を備え、かつレトルト処理条件(たと
えば約119−123℃の温度)に耐えうるフィルムを提供することが望ましい
であろう。
発明の概要
本発明によれば、少なくとも下記よりなる3層:
a)2層の脂肪族ポリアミド層;ならびに
b)脂肪族/芳香族ポリアミドおよび脂肪族/芳香族ポリアミドとエチレンビ
ニルアルコールコポリマーのブレンドよりなる群から選ばれる内部層
を有し、内部層が2層の脂肪族ポリアミド層間に配置された、レトルト適性(r
etortable)フィルムが提供される。
内部層に適した脂肪族/芳香族ポリアミドの具体例は、次式の反復単位:
もしくは
またはそれらの組み合わせを有するものであり、これらの式中のRおよびRlは
同一であるか、または異なり、炭素原子少なくとも約2個、好ましくは炭素原子
約2−約12個のアルキレン基である。好ましくは内部層の脂肪族/芳香族ポリ
アミドをさらにエチレンビニルアルコールとブレンドすることができる。
本発明のフィルムは1または2以上の有益な特性を示す。これらのフィルムは
卓越した物理的特性および酸素遮断性を示すだけでなく、それらは厳しいレトル
ト処理条件に耐える向上した耐熱性をも示す。本発明のフィルムはこれらの特性
を兼ね備えているので、物品包装用として用いるのに特に適している。
図面の簡単な説明
以下の本発明の詳細な記述および添付の図面を参照すると本発明がより十分に
理解され、かつ他の利点が明らかになるであろう。
図1は、3層の同時押出し層を有する本発明の好ましい構造体の断面図である
。
図2は、3層の同時押出し層を有し、内部層がさらに2化合物のブレンドから
なる本発明のより好ましい構造体の断面図である。
好ましい態様の説明
本発明の好ましい態様は前記の図面を参照することによって当業者にはより良
く理解されるであろう。
本発明の基本的形態は、一般に10と表示される図1の同時押出しフィルムに
より示される。フィルム10は3つの必須層12、14および16を含む。層1
2および16は脂肪族ポリアミドから形成され、層14は脂肪族/芳香族ポリア
ミドから形成される。本発明のフィルムは層14が層12と16の間に配置され
る限り、3つの必須層12、14および16に限定されない。たとえば本発明の
フィルムは任意の位置に任意数の追加層、たとえば他のポリマーフィルム層およ
び/または接着層もしくは結合層を含むことができる。本発明の好ましい態様に
おいては、フィルムは3つの必須層12、14および16のみを含む。
層12および16は“脂肪族ポリアミド”から形成される。本明細書において
用いる“脂肪族ポリアミド”は、ポリマー鎖の一体部(integral pa
rt)としての反復カーボンアミド基の存在を特色とし、これらが互いに少なく
とも2個の脂肪族炭素原子により分離されたポリアミドである。これらのポリア
ミドの具体例は、下記の一般式により表される反復モノマー単位:
またはその組み合わせを有するものであり、これらの式中のRおよびR1は同一
であるか、または異なり、炭素原子少なくとも約2個のアルキレン基、好ましく
は炭素原子約2−約12個のアルキレン基である。それらのポリアミドの例は、
ジアミンとジ酸の反応により形成されるポリアミド、たとえばポリ(ヘキサメチ
レンアジポアミド)(ナイロン6,6)、ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)(
ナイロン6,10)、ポリ(ヘプタメチレンピメラミド)(ナイロン7,7)、
ポリ(オクタメチレンスベラミド)(ナイロン8,8)、ポリ(ノナメチレンア
ゼラミド)(ナイロン9,9)、ポリ(デカメチレンアゼラミド)(ナイロン1
0,9)などである。同様に有用な脂肪族ポリアミドの具体例は、アミノ酸およ
びその誘導体、たとえばラクタムの重合により形成されるものである。これらの
有用なポリアミドの具体例は、ポリ(4−アミノ酪酸)(ナイロン4)、ポリ(
6−アミノヘキサン酸)(ナイロン6、ポリ(カプロラクタム)としても知られ
る)、ポリ(7−アミノヘプタン酸)(ナイロン7)、ポリ(8−アミノオクタ
ン酸)(ナイロン8)、ポリ(9−アミノノナン酸)(ナイロン9)、ポリ(1
0−アミノデカン酸)(ナイロン10)、ポリ(11−アミノウンデカン酸)(
ナイロン11)、ポリ(12−アミノドテカン酸)(ナイロン12)などである
。2種以上の脂肪族ポリアミドのブレンドも使用しうる。
前記の脂肪族ポリアミドの反復単位から形成されるコポリマーを、層12およ
び16の作成に使用しうる。具体例であって限定ではないが、それらの脂肪族ポ
リアミドコポリマーにはカプロラクタム/ヘキサメチレンアジポアミドコポリマ
ー(ナイロン6/6,6)、ヘキサメチレンアジポアミド/カプロラクタムコポ
リマー(ナイロン6,6/6)、トリメチレンアジポアミド/ヘキサメチレンア
ゼライアミドコポリマー(ナイロントリメチル6,2/6,2)、ヘキサメチレ
ンアジポアミド/ヘキサメチレンアゼライアミド/カプロラクタムコポリマー(
ナイロン6,6/6,9/6)などが含まれる。
本発明の実施に際して用いられる好ましい脂肪族ポリアミドはポリ(カプロラ
クタム)およびポリ(ヘキサメチレンアジポアミド)であり、ポリ(カプロラク
タム)が極めて好ましい。
本発明の実施に際して用いられる脂肪族ポリアミドは業者から入手しうるか、
または既知の製造技術に従って製造することができる。たとえばポリカプロラク
タムはアライド・シグナル・インコーポレーテッドから入手しうる。
ポリアミドの数平均分子量は広範囲に及びうる。通常は、脂肪族ポリアミドは
“フィルム形成性分子量”のものであり、これは自立性(free stand
ing)フィルムを形成するのに十分なほど高いが、ブレンドをフィルムに溶融
加工しうるのに十分なほど低い分子量を意味する。このような数平均分子量はフ
ィルム製造技術分野の当業者に周知であり、蟻酸粘度法により測定して通常は少
なくとも約5,000である。この方法(ASTM D−789)においては、
25℃の90%蟻酸100ml中における脂肪族ポリアミド11gの溶液を使用
する。本発明の好ましい態様においては脂肪族ポリアミドの数平均分子量は約5
,000−約100,000であり、特に好ましい態様においては約10,00
0−約60,000である。極めて好ましいのは、脂肪族ポリアミドの数平均分
子量が約20,000−約40,000のものである。
内部層14は“脂肪族/芳香族ポリアミド”から形成される。本明細書におい
て用いる“脂肪族/芳香族ポリアミド”は、反復カーボンアミド基がポリマー鎖
の一体部として存在し、カルボニル部分が少なくとも2個の炭素原子を有する脂
肪族部分により分離され、かつ窒素基が芳香族部分により分離されていることを
特色とする。これらの脂肪族/芳香族ポリアミドの具体例は、次式の反復単位を
有するものである:
式中のR2およびR3は異なり、少なくとも2個の炭素原子を有する(好ましくは
2−約12個の炭素原子を有する)アルキレン基、またはアリーレン(好ましく
は置換または非置換フェニレン、アルキレンフェニレンまたはジアルキレンフェ
ニレンであり、それらにおいて脂肪族部分は1−約7個の炭素原子を有し、その
際許容しうる置換基はアルキル、アルコキシまたはハロである)であり、ただし
R2がアリーレンである場合はR3はアルキレンであり、R2がアルキレンである
場合はR3はアリーレンまたはジアルキレンフェニレンである。それらのポリア
ミドの例は、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)、ポリ(2,2,2−ト
リメチルヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(m−キシリレンアジポアミ
ド)(MXD6)、ポリ(p−キシリレンアジポアミド)、ポリ(ヘキサメチレ
ンテレフタルアミド)、ポリ(ドデカメチレンテレフタルアミド)などである。
2種以上の脂肪族/芳香族ポリアミドのブレンドを使用しうる。層14の作成
に用いられる好ましい脂肪族/芳香族ポリアミドは、ポリ(ヘキサメチレンイソ
フタルアミド)、ポリ(2,2,2−トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミ
ド)、ポリ(m−キシリレンアジポアミド)、ポリ(p−キシリレンアジポアミ
ド)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタルアミド)およびポリ(ドデカメチレンテ
レフタルアミド)である。より好ましい脂肪族/芳香族ポリアミドはポリ(2,
2,2−トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(m−キシリレン
アジポアミド)[ポリ(イミノメチレン−1,3−フェニレンイミノアジポリレ
ン)としても知られる]、ポリ(p−キシリレンアジポアミド)であり、極めて
好ましい脂肪族/芳香族ポリアミドはポリ(イミノメチレン−1,3−フェニレ
ンイミノアジポリレン)(同様にポリ(m−キシリレンアジポアミド)またはM
XD6としても知られる)である。
脂肪族/芳香族ポリアミドは既知の製造技術により製造するか、または業者か
ら入手することができる。たとえばそれらのポリアミドはEMSコーポレーショ
ンから商品名“グリボリー(Grivory)G21”で、またミツビシ・ガス
・ケミカル・カンパニーから商品名“MXD6”で入手しうる。
脂肪族/芳香族ポリアミドの数平均分子量は広範囲に及びうる。通常は脂肪族
/芳香族ポリアミドは“フィルム形成性分子量”のものであり、同様にこれは自
立性フィルムを形成するのに十分なほど高く、かつブレンドをフィルムに溶融加
工しうるのに十分なほど低い分子量を意味する。このような数平均分子量はフィ
ルム製造技術分野の当業者に周知であり、前記の蟻酸粘度法により測定して通常
は少なくとも約5,000である。本発明の好ましい態様においては脂肪族/芳
香族ポリアミドの数平均分子量は約5,000−約100,000であり、特に
好ましい態様においては約10,000−約60,000である。極めて好まし
いのは、脂肪族/芳香族ポリアミドの数平均分子量が約20,000−約40,
000のものである。
図2に3層の必須層12、24および16を有する他の同時押出しフィルム2
0を示す。層12および16は先に図1に関して記載したように脂肪族ポリアミ
ドから形成される。層24は脂肪族/芳香族ポリアミドとエチレン−ビニルアル
コールコポリマー(“EVOH”)のブレンドを含む。この態様のフィルムは層
24が層12と16の間に配置される限り、3層の必須層12、24および16
に限定されない。たとえばこの態様のフィルムは、先に図1に関して記載したよ
うに任意の位置に任意数の追加層を含むこともできる。本発明の極めて好ましい
態様においては、フィルムは3層の必須層12、24および16のみを含む。
層14に用いるのに適した脂肪族/芳香族ポリアミドを層24のブレンドにも
使用しうる。これらの脂肪族/芳香族ポリアミドもブルンドから独立して考慮し
た場合に同じ好ましいフィルム形成性分子量をもつ。
層24のブレンド中のEVOH成分は、エチレン含量約27−約48モル%、
好ましくは約27−約44モル%、極めて好ましくは約32−約38モル%をも
つ。EVOH成分はさらに密度約1.12−約1.20g/cm3、好ましくは
約1.19g/cm3、および融解温度約142−約191℃、好ましくは約1
83℃をもつ。EVOHは既知の製造技術により製造するか、または業者から入
手することができる。たとえばそれらのエチレンビニルアルコール成分はニッポ
ン・コウセイ・カンパニーから商品名“ソアルノール(Soarnol)DC”
で入手しうる。
約50−95%、好ましくは65−85%の脂肪族/芳香族ポリアミドを、た
とえばドラムタンブラー内で、約5−50%、好ましくは15−35%のEVO
Hと、室温で約30分間、機械的にブレンドする。より好ましくは約70−80
%の脂肪族/芳香族ポリアミドを、約20−30%のEVOHと機械的にブレン
ドする。本明細書において用いる%は別途明記しない限り重量による。好ましく
は脂肪族/芳香族ポリアミドはMXD6である。
フィルム10の必須層12、14および16、ならひにフィルム20の必須層
12、24および16のほかに、フィルム10において層14が層12と16の
間に配置され、フィルム20において層24が層12と16の間に配置される限
り、これらのフィルムは1または2以上の任意層を含むことができる。それらの
追加の任意層の具体例は、α,β−不飽和モノマーから形成されるホモポリマー
およびコポリマー、たとえばポリオレフィンホモポリマー、たとえばポリエチレ
ンおよびポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレン/プロピレンコポリ
マー、エチレン/ビニルアルコールコポリマー、ならびにそのブレンドから形成
されるポリマー層である。追加層は各種の層を互いに結合する接着性結合層をも
含む。本発明のフィルム積層品に使用しうる他の任意のポリマー層および接着層
または結合層の限定ではない例は、米国特許第5,055,355;3,510
,464;3,560,461;3,847,845;5,032,656;3
,585,177;3,595,740;4,284,674;4,058,6
47;および4,254,169号明細書に示されている。
本発明のフィルムはフィルム形成のための任意の常法により製造することがで
き、これには押出し積層および同時押出しが含まれる。極めて好ましい方法にお
いては、フィルムは同時押出しにより製造される。
たとえばフィルム10の個々の層12、14および16、ならびに任意層の材
料を同数の押出し機の供給ホッパーに供給する。各押出し機が層の1つの材料を
扱う。好ましくは脂肪族ポリアミドを単一押出し機から押出して層12および1
6となす。その際、押出し物は単一押出し機およびフィードブロック同時押出し
アダプターの両方を通過したのちそれぞれ別個の層に分かれ、次いで同時押出し
ダイから排出される。
別個の押出し機からの溶融および可塑化した流れは単一マニホールド同時押出
しダイへ供給される。ダイ内にある間にこれらの層が並置され、結合され、次い
でダイからポリマー材料の単一多層フィルムとして排出される。ダイから排出さ
れたのち、フィルムは第1の制御温度キャスチングロール上に流延され、第1ロ
ールの周りを通過し、次いで第2の制御温度ロール上に流延される。これは普通
は第1ロールより低温である。これらの制御温度ロールはフィルムがダイから排
出されたのちのフィルムの冷却速度を主として制御する。層12および16がポ
リカプロラクタムであり、かつ層14がMXD6である本発明の好ましい態様に
おいて、第1および第2の制御温度ロールの一般的な操作温度はそれぞれ約19
0°F(88℃)および220°F(104℃)である。
同じ方法をフィルム20の層12、24および16に適用しうる。極めて好ま
しくは層12および16がカプロラクタムであり、かつ層24がMXD6/EV
OHブレンドである場合、第1および第2の制御温度ロールの一般的な操作温度
もそれそれ約190°F(88℃)および220°F(104℃)である。
他の方法においては、フィルム形成装置は当技術分野で“インフレートフィル
ム(blown film)”装置と呼ばれるものであってもよく、これにはバ
ブルインフレートフィルム用のマルチマニホールド・サーキュラーダイヘッドが
含まれ、可塑化されたフィルム組成物がこれを通して押出されてフィルム“バブ
ル”を形成する。このバブルは最終的には破壊してフィルムとなる。
フィルムおよびシートを製造するための同時押出し法は一般に知られている。
たとえば下記を参照されたい:“Modern Plastics Encyc
lopedia”,Vo1.56,No.10A,pp.131−132,マグ
ローヒル,1979年10月、および“同時押出し・・・・・傾向および装置”,ネ
イトブ(M.H.Naitove),Plastics Technology
,1977年2月,pp.61−71;これらを参考として引用する。
本発明のフィルムは目的とする任意の厚さであってよく、一般に約20mil
(500μm)未満の厚さをもつものが含まれる。好ましくはフィルムは約0.
1mil(3μm)−約10mil(250μm)の厚さをもち、より好ましく
はフィルムは約0.4mil(10μm)−約5mil(130μm)の厚さを
もち、極めて好ましくはフィルムは約0.5mil(12.5μm)−約2mil
(50μm)の厚さをもつ。これらの厚さが曲げやすいフィルムを与えるものと
して好ましいが、他のフィルム厚さも特定の要望を満たすために製造することが
でき、本発明の範囲に含まれると解すべきである。
本発明のフィルムは必要ならば所望により、当業者に既知の方法で任意の方向
に延伸または配向させることができる。このような延伸操作においては、フィル
ムを下記に従って延伸することができる:1)キャスチングロールから引き出され
るフィルムの移動方向と一致した方向、当技術分野で“縦方向”とも呼ばれる;
2)縦方向に対して垂直な方向、当技術分野で“横方向”と呼ばれる;これらの
場合は得られたフィルムは“一軸”配向している;または3)縦方向および横方
向;この場合は得られたフィルムは“二軸”配向している。一般に本発明に使用
するためには、本発明の組成物から形成される配向フィルムは延伸比約1.5:
1−約6:1、好ましくは延伸比約1.5:1−約4:1で延伸されることが好
ましい。本明細書において用いる“延伸比”という用語は、延伸方向への寸法の
増大を示す。従って延伸比2:1のフィルムは延伸過程でその長さが倍増してい
る。一般にフィルムは一連の予熱および加熱ロール上を通過することにより延伸
される。加熱されたフィルムが下流の一組のニップロール間を、上流位置のニッ
プロールに進入するフィルムの速度より速く移動する。速度の変化はフィルムの
延伸により補償される。
一軸配向ポリアミドフィルムを得るための一般的方法および条件の範囲は、た
とえば米国特許第4,362,385号明細書に示されている。本発明のフィル
ム積層品はインフレートチューブ装置を用いて二軸配向させるか、またはテンタ
ーフレーム装置を用い、逐次もしくは同時に二軸配向させることができる。本発
明のフィルム積層品は配向させたのちエンボス加工することもできる。
本発明のフィルムは、フィルムを使用しうる任意の目的に用いることができる
。本発明フィルムの注目すべき特色は、それらが相対湿度(RH)90%におい
て卓越した気体遮断性、特に酸素遮断性を示すことである。酸素遮断抵抗は、0
.60milのゲージをもつフィルムおよびASTM D−3985の方法を用
いて、23℃で操作されるOX−Tran 1050セル(モダーン・コントロ
ールズ・インコーポレーテッド製)により測定しうる。
一般に前記方法によれば、本発明のフィルムは90%のRHにおいて23℃で
約0.5cm3/100in2/24時間/気圧以下の酸素透過速度(O2TR)
をもつ。本発明フィルムの優れた酸素遮断性により、それらは食品包装用として
特に有用となる。
本発明フィルムの注目すべき他の特色は、レトルト処理に耐える能力である。
本明細書において用いるレトルト処理という用語は、細菌を死滅させるために採
用される方法であって、材料に滅菌または低温殺菌のために一般に採用されるも
のより高い温度条件、一般に119−123℃を施すことであると定義される。
本発明フィルムのレトルト適性は、ポリプロピレンの内側層とポリエステルの
外側層の間に挟まれた本発明フィルムの層からなる物品、たとえばパウチまたは
容器の蓋を作成することにより試験された。物品をシールし、次いで119−1
23℃のオートクレーブその他の加圧室内に約30分間入れた。この室内にある
間に、物品は内部に存在するスチームでレトルト処理を受ける。本発明のフィル
ムはそれらの元の光学的外観および構造一体性を保持しうることにより判定され
るように、優れたレトルト適性を示した。
実用に際しては、優れたレトルト適性を備えたフィルムは、たとえば滅菌を必
要とし、および/またはその後“加熱給仕(heat and serve)”
品を得るために加熱される食品の包装用として特に有用である。一般に食品をパ
ウチまたは容器に、食品がパウチまたは蓋のポリプロピレン層に接触するように
丁寧に装入し、次いでパウチまたは容器を滅菌する。このようなシールしたパウ
チまたは容器は、その後消費者が加熱または調理するのに適した形状のものであ
る。
本発明の性質およびそれを実施する様式を説明するために以下に数例を提示す
る。ただし本発明はその詳細事項に限定されるとみなすべきではない。
実施例I
ポリ(イミノメチレン−1,3−フェニレンイミノアジポリレン)(MXD6
)で作成された内部層を挟むポリ(ε−カプロラクタム)[ナイロン6]からの
同時押出しフィルムを製造した。ナイロン6は相対蟻酸粘度73、および325
kgの負荷で275℃において(条件K)0.7g/10分のメルトインデック
スを有していた。MXD6は日本のミツビシ・ガス・ケミカル・カンパニーによ
り製造された。MXD6はペレット状であり、ASTM試験No.D1238に
より325kgの負荷で275℃において(条件K)測定して、4.0g/10
分のメルトインデックスを有していた。MXD6およびナイロン6を同時押出し
して三層同時押出しフィルムを製造した。ナイロン6を、帯域1−510°F、
帯域2−510°F、帯域3−510°F、帯域4−495°F、帯域5−49
5°F、およびアダプター帯域1−490°F(それそれ266、266、26
6、257、257、および254℃の温度に相当)の温度プロフィルをもつ3
1/2イン
チ(88.9mm)直径のデイビス・スタンダード押出し機から押出した。押出
し機はスクリュー速度25−30rpm、モーター駆動アンペア数25アンペア
、バレル圧力1000psig(6.99×103kPa)、ナイロンの溶融温
度490°F(254℃)、および押出し機出力120ポンド/時(54.43
kg/時)で操作された。
MXD6を2インチ(50.8mm)直径のウェレックス押出し機から押出し
た。押出し機は、帯域1−485°F、帯域2−480°F、および帯域3−4
90°F、ならびにアダプター帯域1−485°F(それぞれ252、249、
254、および252℃の温度に相当)の温度プロフィルを有していた。押出し
機の操作条件には、スクリュー速度100rpm、モーター駆動アンペア数10
−15アンペア、溶融温度461°F(238℃)、および押出し機出力60ポ
ンド/時(27.22kg/時)が含まれていた。
2つの押出し機からの押出し物を、ジョンソン・プラスチック・コーポレーシ
ョンにより製造された、帯域1−約500−525°F、および帯域2−約50
0−525°F(それぞれ約260−274℃の温度に相当)のアダプター温度
で操作されるフィードブロック同時押出しアダプターを通して供給した。フラッ
トキャストダイ温度は約500°F(260℃)で操作された。次いでこの同時
押出しフィルムを、温度約190°F(88℃)および回転速度40フィート/
分(12.19m/分)のロール上で、続いて温度約220°F(104℃)お
よび回転速度42フィート/分(12.80m/分)の冷却ロール上でキャスチ
ングした。全押出し出力は180ポンド/時(81.65kg/時)であり、線
速度は約130フィート/分(39.62m/分)であった。
フィルムを一軸方向に配向させた。フィルムを温度約260°F(127℃)
および回転速度44フィート/分(13.41m/分)の低速延伸ロール、そし
て温度約250°F(121℃)および回転速度132フィート/分(40.2
3m/分)の高速延伸ロール、次いで温度約200°F(93℃)および回転速
度132フィート/分(40.23m/分)のヒートセットロールに導通した。
線速度は180フィート/分(54.86m/分)であり、延伸比は3.2:1
であった。2種類のフィルム、“フィルム1”および“フィルム2”を作成した
。
フィルム1は平均ゲージ1.138milを有し、フィルム2は平均ゲージ1.
110milを有していた。フィルムおよび他の物理的特性を下記の表Iに提示
する。
実施例II
実施例Iで製造した本発明のフィルム積層品の酸素透過性を試験するために一
連の実験を行った。フィルムはモダーン・コントロールズ・インコーポレーテッ
ド(ミネソタ州エルク・リバー)製の23℃で操作されるOX−Tran 10
50セルにより酸素透過性につき試験された。用いた方法はASTM D−39
85に示されたものであった。酸素透過度は、23℃および相対湿度90%にお
いてcm3/100in2/24時間/気圧で測定された。
結果を下記の表IIに提示する。
フィルム1および2は卓越した酸素遮断性をもつと言える。
実施例III
75重量%MXD6および25重量%EVOHのブレンドで作成された内部層
を挟む2層のナイロン6層からの三層同時押出し構造体を製造した。MXD6と
EVOHを、予めドラムタンブラー内で室温において約30分間プレブレンドし
た。
アライド・シグナル・インコーポレーテッドにより製造されたナイロン6は、
相対蟻酸粘度73、および325kgの負荷で275℃において(条件K)0.
7g/10分のメルトインデックスを有していた。日本のミツビシ・ガス・ケミ
カル・カンパニーにより製造されたMXD6はペレット状であり、ASTM試験
No.D1238により325kgの負荷で275℃において(条件K)測定し
て、4.0g/10分のメルトインデックスを有していた。日本のニッポン・ゴ
ーセイ・カンパニー・リミテッドにより商品名“ソアルノールDC3203”で
製造されたEVOHは、エチレン含量32モル%、密度約1.19g/cm3、
および融解温度約183℃を有していた。
MXD6/EVOHブレンド層および2層のナイロン6層を、ブレンド層が2
層のナイロン6層間にあるように同時押出しして、三層同時押出しフィルムを製
造した。ナイロン6層を、帯域1−510°F、帯域2−510°F、帯域3−
510°F、帯域4−495°F、帯域5−495°F、およびアダプター帯域
1−490°F(それぞれ266、266、266、257、257、および2
54℃の温度に相当)の温度プロフィルをもつ31/2インチ(88.9mm)直
径のディビス・スタンダード押出し機から押出した。押出し機はスクリュー速度
25−30rpm、モーター駆動アンペア数25アンペア、バレル圧力1000
psig(6.99×103kPa)、ナイロンの溶融温度490°F(254
℃)、および押出し機出力120ポンド/時(54.43kg/時)で操作され
た。
MXD6/EVOHブレンド層を、2インチ(50.8mm)直径のウェレッ
クス押出し機から押出した。押出し機は、帯域1−485°F、帯域2−480
°F、および帯域3−490°F、ならびにアダプター帯域1−485°F(そ
れぞれ252、249、254、および252℃の温度に相当)の温度プロフィ
ルを有していた。押出し機の操作条件には、スクリュー速度100rpm、モー
ター駆動アンペア数10−15アンペア、溶融温度513°F(267℃)、お
よび押出し機出力60ポンド/時(27.22kg/時)が含まれていた。
2つの押出し機からの押出し物を、ジョンソン・プラスチック・コーポレーシ
ョンにより製造された、帯域1−約500−525°F、および帯域2−約50
0−525°F(ぞれぞれ約260−274℃の温度に相当)のアダプター温度
で操作されるフィードブロック同時押出しアダプターを通して供給した。フラッ
トキャストダイ温度は約500°F(260℃)で操作された。次いでこの同時
押出しフィルムを、温度約190°F(88℃)および回転速度40フィート/
分(12.19m/分)のロール上で、続いて温度約220°F(104℃)お
よび回転速度42フィート/分(12.8m/分)の予熱ロール上でキャスチン
グした。全押出し出力は180ポンド/時(81.65kg/時)であり、線速
度は約130フィート/分(39.62m/分)であった。
フィルムを一軸方向に配向させた。フィルムを温度約260°F(127℃)
および回転速度44フィート/分(13.41m/分)の低速延伸ロール、そし
て温度約250°F(121℃)および回転速度132フィート/分(40.2
3m/分)の高速延伸ロール、次いで温度約200°F(93℃)および回転速
度約132フィート/分(40.23m/分)のヒートセットロールに導通した
。線速度は132フィート/分(40.23m/分)であり、延伸比は3.2:
1であった。2種類のフィルム、“フィルム3”および“フィルム4”を作成し
た。フィルム3は平均ゲージ1.082milを有し、フィルム4は平均ゲージ
1.078milを有していた。フィルムおよび他の物理的特性を下記の表II
Iに提示する。
実施例IV
実施例IIIで製造した本発明のフィルム積層品の酸素透過性を試験するため
に一連の実験を行った。フィルムは実施例IIに記載した方法で酸素透過性につ
き試験された。
結果を下記の表IVに提示する。
フィルム3および4も卓越した酸素遮断性をもつと言える。
実施例IおよびIIIで製造したフィルムに、約250°F(121℃)の温
度で約30分間の標準的なレトルト処理を施した。両方のフィルムともそれらの
元の外観および構造一体性を保持していた。
従ってMXD6をポリアミド積層組成物に添加するとその気体不透過性が改良
されることが分かる。
さらに、EVOHは水分に耐えることができず、従ってそれは“非レトルト適
性”であるため、公称量以上のEVOHをポリアミド−MXD6組成物に添加す
ると組成物はレトルト適性試験に際して分解すると予想されたであろう。ところ
が実施例IIIおよびIVにより証明されたように、有意量のEVOHをMXD
6の内部層に添加すると、そのレトルト適性または物理的特性が低下することな
く全体的な酸素不透過性がさらに改良された。こうしてEVOHはレトルト適性
となり、一方、MXD6の気体不透過性は向上する。
本発明は卓越した物理的特性および酸素遮断性を提供し、かつ厳しいレトルト
処理条件に耐える向上した耐熱性を示すことが分かる。 Background 1 of the Detailed Description of the Invention retort aptitude polymer film invention. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to polymer films. More specifically, the present invention relates to polymeric films that have improved mechanical properties and gas barrier properties and that are resistant to retort processing. 2. Description of the Prior Art: It is known in the art that polyolefin films such as polyethylene and polypropylene are common packaging materials because of their relatively high moisture resistance. However, these polyolefins also have a fairly high permeability to gases, including oxygen, and therefore they are unsuitable for oxygen-sensitive materials, such as food packaging, when used alone. In contrast, polymers and copolymers of vinyl alcohol, such as polyvinyl alcohol and ethylene vinyl alcohol, have excellent resistance to gas permeation. However, both ethylene vinyl alcohol and polyvinyl alcohol films tend to lose this desirable property in the presence of moisture. Moreover, if the vinyl alcohol film is exposed to elevated temperatures, such as about 240 ° C. or higher, or is exposed to heat for extended periods of time, the film will form a gel and decompose. Although it is desirable to sandwich substantially pure ethylene vinyl alcohol and polyvinyl alcohol compounds between the polyolefin layers, those compounds do not adhere well to many polymer films. Moreover, as the pure vinyl alcohol content of the inner layer is reduced by blending it with other polymers, its oxygen barrier properties are also reduced. Also commonly used as components of packaging films are polyamide polymers and copolymers. Examples of those prior art films are described in US Pat. Nos. 4,254,169; 3,595,740; and 5,055,355. Another important property for a film laminate suitable for packaging material is its ability to withstand the combination of heat and flexion that it often undergoes during processes such as pasteurization or sterilization. However, many of the known laminates containing oxygen barrier layers are quite unsuitable for such processes where they are subjected to temperatures of about 80 ° C to about 130 ° C. These known barrier laminates cannot retain their structural integrity due to their low softening point. Other laminates that use aluminum foil as the barrier component tend to form pinholes in such a process, which makes them also unsuitable for such applications. This is because such pinholes significantly increase oxygen permeability. This tendency can be controlled by sandwiching the foil between two biaxially oriented films, but such laminates are inconvenient, costly to manufacture and cannot be thermoformed. It would be desirable to provide a film that has improved mechanical properties and gas barrier properties and that can withstand retort processing conditions (eg, temperatures of about 119-123 ° C.). SUMMARY OF THE INVENTION According to the invention, three layers comprising at least: a) two aliphatic polyamide layers; and b) an aliphatic / aromatic polyamide and a blend of an aliphatic / aromatic polyamide and an ethylene vinyl alcohol copolymer. There is provided a retortable film having an inner layer selected from the group consisting of two inner layers of aliphatic polyamide. Specific examples of aliphatic / aromatic polyamides suitable for the inner layer include repeating units of the formula: Or Or a combination thereof, wherein R and R 1 in these formulas are the same or different and are alkylene groups of at least about 2 carbon atoms, preferably about 2 to about 12 carbon atoms. . Preferably the aliphatic / aromatic polyamide of the inner layer can be further blended with ethylene vinyl alcohol. The films of the present invention exhibit one or more beneficial properties. Not only do these films exhibit excellent physical properties and oxygen barrier properties, but they also exhibit improved heat resistance to withstand severe retort processing conditions. Since the film of the present invention has these characteristics, it is particularly suitable for use in packaging articles. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be more fully understood and other advantages will become apparent with reference to the following detailed description of the invention and the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a preferred structure of the present invention having three coextruded layers. FIG. 2 is a cross-sectional view of a more preferred structure of the present invention having three coextruded layers, the inner layer further comprising a blend of two compounds. Description of the Preferred Embodiments The preferred embodiments of the present invention will be better understood by those of ordinary skill in the art by reference to the foregoing drawings. The basic form of the invention is illustrated by the coextruded film of FIG. The film 10 comprises three essential layers 12, 14 and 16. Layers 12 and 16 are formed from an aliphatic polyamide and layer 14 is formed from an aliphatic / aromatic polyamide. The film of the present invention is not limited to the three essential layers 12, 14 and 16 as long as layer 14 is located between layers 12 and 16. For example, the films of the present invention can include any number of additional layers at any location, such as other polymeric film layers and / or adhesive or tie layers. In the preferred embodiment of the invention, the film comprises only three essential layers 12, 14 and 16. Layers 12 and 16 are formed from "aliphatic polyamide". As used herein, "aliphatic polyamide" features the presence of repeating carbonamide groups as integral parts of the polymer chain, which are separated from each other by at least two aliphatic carbon atoms. Is. Specific examples of these polyamides include repeating monomer units represented by the following general formula: Or a combination thereof, wherein R and R 1 in these formulas are the same or different and are alkylene groups of at least about 2 carbon atoms, preferably about 2 to about 12 carbon atoms. Is. Examples of those polyamides are polyamides formed by the reaction of diamines and diacids, such as poly (hexamethylene adipamide) (nylon 6,6), poly (hexamethylene sebacamide) (nylon 6,10), Poly (heptamethylene pimelamide) (nylon 7,7), poly (octamethylene sveramide) (nylon 8,8), poly (nonamethylene azeramide) (nylon 9,9), poly (decamethylene azeramide) (Nylon 10, 9) and the like. Specific examples of similarly useful aliphatic polyamides are those formed by the polymerization of amino acids and their derivatives such as lactams. Specific examples of these useful polyamides include poly (4-aminobutyric acid) (nylon 4), poly (6-aminohexanoic acid) (nylon 6, also known as poly (caprolactam)), poly (7-aminoheptane). Acid) (nylon 7), poly (8-aminooctanoic acid) (nylon 8), poly (9-aminononanoic acid) (nylon 9), poly (10-aminodecanoic acid) (nylon 10), poly (11-amino) Undecanoic acid) (nylon 11), poly (12-aminodotecanic acid) (nylon 12) and the like. Blends of two or more aliphatic polyamides may also be used. Copolymers formed from repeating units of the aliphatic polyamides described above may be used in making layers 12 and 16. Illustrative and non-limiting examples of these aliphatic polyamide copolymers include caprolactam / hexamethylene adipamide copolymer (nylon 6 / 6,6), hexamethylene adipamide / caprolactam copolymer (nylon 6,6 / 6). ), Trimethylene adipamide / hexamethylene azelaiamide copolymer (nylon trimethyl 6,2 / 6,2), hexamethylene adipamide / hexamethylene azelaiamide / caprolactam copolymer (nylon 6,6 / 6,9 / 6) etc. are included. The preferred aliphatic polyamides used in the practice of this invention are poly (caprolactam) and poly (hexamethylene adipamide), with poly (caprolactam) being highly preferred. The aliphatic polyamides used in the practice of the present invention are available from commercial sources or can be manufactured according to known manufacturing techniques. Polycaprolactam, for example, is available from Allied Signal, Inc. The number average molecular weight of polyamides can range over a wide range. Usually, the aliphatic polyamides are of "film-forming molecular weight", which is high enough to form a free standing film, but sufficient to allow the blend to be melt processed into a film. It means a low molecular weight. Such number average molecular weights are well known to those skilled in the art of film manufacturing and are usually at least about 5,000 as measured by the formic acid viscosity method. In this method (ASTM D-789), a solution of 11 g of aliphatic polyamide in 100 ml of 90% formic acid at 25 ° C. is used. In a preferred embodiment of the invention, the aliphatic polyamide has a number average molecular weight of from about 5,000 to about 100,000, and in a particularly preferred embodiment from about 10,000 to about 60,000. Highly preferred are aliphatic polyamides having a number average molecular weight of from about 20,000 to about 40,000. The inner layer 14 is formed from "aliphatic / aromatic polyamide". As used herein, "aliphatic / aromatic polyamide" refers to a repeating carbonamide group present as an integral part of the polymer chain, a carbonyl moiety separated by an aliphatic moiety having at least 2 carbon atoms, and a nitrogen group. Are separated by aromatic moieties. Specific examples of these aliphatic / aromatic polyamides are those having repeating units of the formula: R 2 and R 3 in the formula are different and are alkylene groups having at least 2 carbon atoms (preferably having 2 to about 12 carbon atoms), or arylene (preferably substituted or unsubstituted phenylene, alkylenephenylene or Dialkylenephenylene, in which the aliphatic portion has 1 to about 7 carbon atoms, where the permissible substituents are alkyl, alkoxy or halo), with R 2 being arylene. In this case R 3 is alkylene and when R 2 is alkylene R 3 is arylene or dialkylenephenylene. Examples of those polyamides are poly (hexamethylene isophthalamide), poly (2,2,2-trimethylhexamethylene terephthalamide), poly (m-xylylene adipamide) (MXD6), poly (p-xylylene). Adipoamide), poly (hexamethylene terephthalamide), poly (dodecamethylene terephthalamide), and the like. Blends of two or more aliphatic / aromatic polyamides may be used. Preferred aliphatic / aromatic polyamides used to make layer 14 are poly (hexamethylene isophthalamide), poly (2,2,2-trimethylhexamethylene terephthalamide), poly (m-xylylene adipamide), Poly (p-xylylene adipamide), poly (hexamethylene terephthalamide) and poly (dodecamethylene terephthalamide). More preferred aliphatic / aromatic polyamides are poly (2,2,2-trimethylhexamethylene terephthalamide), poly (m-xylylene adipamide) [poly (iminomethylene-1,3-phenyleneiminoadipylene). Poly (p-xylylene adipamide), a highly preferred aliphatic / aromatic polyamide is poly (iminomethylene-1,3-phenyleneiminoaziporylene) (also poly (m- Xylylene adipamide) or also known as MXD6). Aliphatic / aromatic polyamides are manufactured by known manufacturing techniques or are available from commercial suppliers. For example, those polyamides are available from EMS Corporation under the tradename "Grivory G21" and from Mitsubishi Gas Chemical Company under the tradename "MXD6". The number average molecular weight of the aliphatic / aromatic polyamide can range over a wide range. Usually, the aliphatic / aromatic polyamides are of "film-forming molecular weight", which is also high enough to form a self-supporting film and sufficient to allow the blend to be melt processed into a film. Means a lower molecular weight. Such number average molecular weights are well known to those skilled in the art of film manufacturing and are usually at least about 5,000 as measured by the formic acid viscosity method described above. In a preferred embodiment of the present invention, the aliphatic / aromatic polyamide has a number average molecular weight of about 5,000 to about 100,000, and in a particularly preferred embodiment of about 10,000 to about 60,000. Highly preferred are aliphatic / aromatic polyamides having a number average molecular weight of from about 20,000 to about 40,000. FIG. 2 shows another coextruded film 20 having three essential layers 12, 24 and 16. Layers 12 and 16 are formed from an aliphatic polyamide as described above with respect to FIG. Layer 24 comprises a blend of an aliphatic / aromatic polyamide and an ethylene-vinyl alcohol copolymer ("EVOH"). The film of this embodiment is not limited to the three essential layers 12, 24 and 16 as long as layer 24 is located between layers 12 and 16. For example, the film of this embodiment can also include any number of additional layers at any location as described above with respect to FIG. In a highly preferred embodiment of the invention, the film comprises only three essential layers 12, 24 and 16. Aliphatic / aromatic polyamides suitable for use in layer 14 may also be used in layer 24 blends. These aliphatic / aromatic polyamides also have the same preferred film-forming molecular weight when considered independently from Brund. The EVOH component in the blend of layer 24 has an ethylene content of about 27 to about 48 mol%, preferably about 27 to about 44 mol%, and very preferably about 32 to about 38 mol%. The EVOH component further has a density of about 1.12 to about 1.20 g / cm 3 , preferably about 1.19 g / cm 3 , and a melting temperature of about 142 to about 191 ° C, preferably about 183 ° C. EVOH may be manufactured by known manufacturing techniques or obtained from commercial suppliers. For example, those ethylene vinyl alcohol components are available under the tradename "Soarnol DC" from the Nippon Kosei Company. About 50-95%, preferably 65-85%, of an aliphatic / aromatic polyamide, for example in a drum tumbler, about 5-50%, preferably 15-35% of EVOH, at room temperature for about 30 minutes. Blend mechanically. More preferably about 70-80% of the aliphatic / aromatic polyamide is mechanically blended with about 20-30% EVOH. The percentages used herein are by weight unless otherwise stated. Preferably the aliphatic / aromatic polyamide is MXD6. In addition to the essential layers 12, 14 and 16 of the film 10, the essential layers 12, 24 and 16 of the film 20, a layer 14 is arranged between the layers 12 and 16 in the film 10 and a layer 24 in the film 20. These films can include one or more optional layers so long as they are located between layers 12 and 16. Specific examples of those additional optional layers include homopolymers and copolymers formed from α, β-unsaturated monomers, such as polyolefin homopolymers such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl alcohol, ethylene / propylene copolymers, ethylene / vinyl alcohol copolymers. , And a polymer layer formed from the blend. Additional layers also include adhesive tie layers that bond the various layers together. Non-limiting examples of other optional polymeric layers and adhesive or tie layers that may be used in the film laminates of the present invention are US Pat. No. 5,055,355; 3,510,464; 3,560,461; 3,847,845; 5,032,656; 3,585,177; 3,595,740; 4,284,674; 4,058,647; and 4,254,169. There is. The films of this invention can be made by any conventional method for film formation, including extrusion lamination and coextrusion. In a highly preferred method, the film is produced by coextrusion. For example, the individual layers 12, 14 and 16 of film 10 and optional layers of material are fed to the same number of extruder feed hoppers. Each extruder handles one material of the layers. The aliphatic polyamide is preferably extruded from the single extruder into layers 12 and 16. The extrudate is then passed through both a single extruder and a feedblock coextrusion adapter, then separated into separate layers and then discharged from the coextrusion die. The molten and plasticized streams from the separate extruders are fed to a single manifold coextrusion die. While in the die, the layers are juxtaposed, combined, and then ejected from the die as a single multilayer film of polymeric material. After being discharged from the die, the film is cast onto a first controlled temperature casting roll, passes around the first roll, and then onto a second controlled temperature roll. This is usually cooler than the first roll. These controlled temperature rolls primarily control the cooling rate of the film after it has been ejected from the die. In a preferred embodiment of the invention in which layers 12 and 16 are polycaprolactam and layer 14 is MXD6, the typical operating temperatures for the first and second controlled temperature rolls are each about 190 ° F (88 ° C). And 220 ° F (104 ° C). The same method can be applied to layers 12, 24 and 16 of film 20. Very preferably, when layers 12 and 16 are caprolactam and layer 24 is an MXD6 / EV OH blend, the typical operating temperatures for the first and second controlled temperature rolls are also about 190 ° F (88 ° C) each. ) And 220 ° F (104 ° C). Alternatively, the film forming apparatus may be what is referred to in the art as a "blown film" apparatus, including a multi-manifold circular die head for bubble blown film. The plasticized film composition is extruded therethrough to form film "bubbles". This bubble eventually breaks into a film. Coextrusion methods for producing films and sheets are generally known. See, for example: “Modern Plastics Encyclopedia”, Vo1.56, No. 10A, pp. 131-132, McGraw-Hill, October 1979, and "Coextrusion-Trends and Devices", MH Naitove, Plastics Technology, February 1977, pp. 61-71; these are cited as references. The films of the present invention may be of any desired thickness, including those having a thickness of generally less than about 20 mil (500 μm). Preferably the film is about 0. 1 mil (3 μm) to about 10 mil (250 μm) thick, more preferably the film has a thickness of about 0.4 mil (10 μm) to about 5 mil (130 μm), very preferably the film is about 0.5 mil (3 μm). 12.5 μm) -with a thickness of about 2 mils (50 μm). While these thicknesses are preferred to provide pliable films, it is to be understood that other film thicknesses can be made to meet particular needs and are within the scope of this invention. The film of the present invention can be stretched or oriented in any direction by methods known to those skilled in the art, if desired and desired. In such a stretching operation, the film may be stretched according to the following: 1) in a direction corresponding to the direction of travel of the film drawn from the casting roll, also referred to in the art as "machine direction"; 2) in the machine direction. In the direction perpendicular to that, referred to in the art as "transverse"; in these cases the resulting film is "uniaxial"oriented; or 3) in the machine and transverse directions; in this case the resulting film Are "biaxial" oriented. Generally for use in the present invention, oriented films formed from the compositions of the present invention have a draw ratio of about 1.5: 1 to about 6: 1, preferably a draw ratio of about 1.5: 1 to about 4: It is preferably stretched at 1. The term "stretch ratio" as used herein refers to an increase in dimension in the stretch direction. Therefore, a film having a draw ratio of 2: 1 has its length doubled during the drawing process. Generally, the film is stretched by passing it over a series of preheat and heated rolls. The heated film travels between a set of downstream nip rolls faster than the speed of the film entering the upstream nip rolls. The change in speed is compensated for by stretching the film. A general method and range of conditions for obtaining uniaxially oriented polyamide films is set forth, for example, in US Pat. No. 4,362,385. The film laminate of the present invention can be biaxially oriented using an inflatable tube device, or can be biaxially oriented sequentially or simultaneously using a tenter frame device. The film laminate of the present invention may be oriented and then embossed. The film of the present invention can be used for any purpose for which the film can be used. A notable feature of the films of the present invention is that they exhibit excellent gas barrier properties, especially oxygen barrier properties, at 90% relative humidity (RH). The oxygen barrier resistance is 0. Films with a 60 mil gauge and the method of ASTM D-3985 can be used to measure with an OX-Tran 1050 cell (manufactured by Modern Controls, Inc.) operated at 23 ° C. According to general the method, the film of the present invention have from about 0.5 cm 3 / 100in 2/24 hours / pressure less oxygen transmission rate at 23 ° C. in 90% RH of (O 2 TR). The excellent oxygen barrier properties of the films of the present invention make them particularly useful for food packaging. Another notable feature of the inventive film is its ability to withstand retort processing. The term retort treatment, as used herein, is a method employed to kill bacteria that is used at higher temperature conditions than those commonly employed for sterilization or pasteurization of materials, generally 119-123 ° C. It is defined to be giving. The retortability of the inventive film was tested by making an article, such as a pouch or container lid, consisting of a layer of the inventive film sandwiched between an inner layer of polypropylene and an outer layer of polyester. The article was sealed and then placed in an autoclave or other pressurized chamber at 119-123 ° C for about 30 minutes. While in this chamber, the article undergoes retorting with the steam present therein. The films of the present invention exhibited excellent retortability, as judged by their ability to retain their original optical appearance and structural integrity. In practice, films with good retortability are particularly useful for packaging food products that require sterilization, for example, and / or are subsequently heated to obtain a "heat and serve" product. . Generally, the food product is carefully charged into the pouch or container so that the food product contacts the polypropylene layer of the pouch or lid and then the pouch or container is sterilized. Such a sealed pouch or container is of a shape suitable for subsequent heating or cooking by the consumer. Several examples are presented below to illustrate the nature of the invention and the manner in which it is practiced. However, the invention should not be regarded as limited to the details. Example I A coextruded film from poly (ε-caprolactam) [nylon 6] sandwiching an inner layer made of poly (iminomethylene-1,3-phenyleneiminoaziporylene) (MXD6) was prepared. Nylon 6 had a relative formic acid viscosity of 73 and a melt index of 0.7 g / 10 min at 275 ° C. (condition K) at a load of 325 kg. MXD6 is manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company of Japan. MXD6 is in the form of pellets, and ASTM test No. It had a melt index of 4.0 g / 10 min, measured according to D1238 at 325 kg load at 275 ° C. (condition K). MXD6 and Nylon 6 were coextruded to produce a three layer coextruded film. Nylon 6 with band 1-510 ° F, band 2-510 ° F, band 3-510 ° F, band 4-495 ° F, band 5-495 5F, and adapter band 1-490 ° F (that It was extruded from a 3 1/2 inch (88.9 mm) diameter Davis Standard extruder with a temperature profile of 266, 266, 266, 257, 257, and 254 ° C.). The extruder had a screw speed of 25-30 rpm, a motor driven amperage of 25 amps, a barrel pressure of 1000 psig (6.99 x 10 3 kPa), a nylon melt temperature of 490 ° F (254 ° C), and an extruder output of 120 lbs / hour ( 54.43 kg / h). MXD6 was extruded from a 2-inch (50.8 mm) diameter Wellex extruder. The extruders correspond to zones 1-485 ° F, zones 2-480 ° F, and zones 3-4 90 ° F, and adapter zones 1-485 ° F (252, 249, 254, and 252 ° C temperatures, respectively). ) Temperature profile. Operating conditions for the extruder included a screw speed of 100 rpm, a motor driven amperage of 10-15 amps, a melt temperature of 461 ° F (238 ° C), and an extruder output of 60 lbs / hr (27.22 kg / hr). It was Extrudates from the two extruders were manufactured by Johnson Plastics Corporation, Zone 1-about 500-525 ° F, and Zone 2-about 500-525 ° F (temperatures of about 260-274 ° C, respectively). The feed block was co-extruded through an adapter operating at an adapter temperature of The flat cast die temperature was operated at about 500 ° F (260 ° C). The coextruded film is then placed on a roll at a temperature of about 190 ° F (88 ° C) and a rotation speed of 40 feet / minute (12.19 m / min), followed by a temperature of about 220 ° F (104 ° C) and a rotation speed of 42. Casting was performed on a chilled roll of feet / minute (12.80 m / minute). The total extrusion output was 180 lb / hr (81.65 kg / hr) and the linear velocity was about 130 ft / min (39.62 m / min). The film was uniaxially oriented. The film is slow stretched at a temperature of about 260 ° F. (127 ° C.) and a rotation speed of 44 feet / minute (13.41 m / min), and a temperature of about 250 ° F. (121 ° C.) and a rotation speed of 132 feet / minute (40. It passed through a high speed drawing roll of 23 m / min) and then a heat set roll at a temperature of about 200 ° F. (93 ° C.) and a rotation speed of 132 feet / min (40.23 m / min). The linear velocity was 180 ft / min (54.86 m / min) and the draw ratio was 3.2: 1. Two types of films, "Film 1" and "Film 2" were made. Film 1 has an average gauge of 1.138 mils and film 2 has an average gauge of 1.38 mils. It had 110 mils. The films and other physical properties are presented in Table I below. Example II A series of experiments were conducted to test the oxygen permeability of the inventive film laminates prepared in Example I. The films were tested for oxygen permeability in an OX-Tran 1050 cell operated at 23 ° C from Modern Controls, Inc. (Elk River, Minn.). The method used was that shown in ASTM D-3985. Oxygen permeability was measured in cm 3 / 100in 2/24 hours / pressure at 23 ° C. and a relative humidity of 90%. The results are presented in Table II below. It can be said that the films 1 and 2 have excellent oxygen barrier properties. Example III A three layer coextruded structure from two layers of nylon 6 sandwiching an inner layer made of a blend of 75 wt% MXD6 and 25 wt% EVOH was prepared. MXD6 and EVOH were preblended beforehand in a drum tumbler at room temperature for about 30 minutes. Nylon 6 produced by Allied Signal Inc. has a relative formic acid viscosity of 73, and a load of 325 kg at 275 ° C. (condition K) of 0. It had a melt index of 7 g / 10 minutes. MXD6 manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company of Japan is in the form of pellets, and ASTM test No. It had a melt index of 4.0 g / 10 min as measured by D1238 at 325 kg load at 275 ° C. (condition K). EVOH manufactured under the trade name "Soarunoru DC3203" by Nippon Gosei Co., Ltd. of Japan, ethylene content 32 mol%, a density of about 1.19 g / cm 3, and had a melting temperature of about 183 ° C.. The MXD6 / EVOH blend layer and the two nylon 6 layers were coextruded so that the blend layer was between the two nylon 6 layers to produce a three layer coextruded film. Nylon 6 layers were applied to bands 1-510 ° F, bands 2-510 ° F, bands 3-510 ° F, bands 4-495 ° F, bands 5-495 ° F, and adapter bands 1-490 ° F (respectively). Extruded from a 3 1/2 inch (88.9 mm) diameter Divis Standard extruder with a temperature profile of 266, 266, 266, 257, 257, and 254 ° C.). The extruder has a screw speed of 25-30 rpm, a motor driven amperage of 25 amps, a barrel pressure of 1000 psig (6.99 × 10 3 kPa), a nylon melt temperature of 490 ° F. (254 ° C.), and an extruder output of 120 lbs / hour. (54.43 kg / h). The MXD6 / EVOH blend layer was extruded from a 2 inch (50.8 mm) diameter Wellex extruder. Extruders are equipped with zones 1-485 ° F, zones 2-480 ° F, and zones 3-490 ° F, and adapter zones 1-485 ° F (corresponding to temperatures of 252, 249, 254, and 252 ° C, respectively). Had a temperature profile of. Extruder operating conditions included screw speed of 100 rpm, motor driven amperage of 10-15 amps, melt temperature of 513 ° F (267 ° C), and extruder output of 60 lbs / hr (27.22 kg / hr). It was Extrudates from the two extruders were manufactured by Johnson Plastics Corporation, Zone 1-about 500-525 ° F, and Zone 2-about 500-525 ° F (about 260-274 each). (Corresponding to a temperature of ° C) was fed through a feedblock coextrusion adapter operated at an adapter temperature. The flat cast die temperature was operated at about 500 ° F (260 ° C). The coextruded film is then placed on a roll at a temperature of about 190 ° F (88 ° C) and a rotation speed of 40 feet / minute (12.19 m / min), followed by a temperature of about 220 ° F (104 ° C) and a rotation speed of 42. Casting on a preheated roll of feet / minute (12.8 m / minute). The total extrusion output was 180 lb / hr (81.65 kg / hr) and the linear velocity was about 130 ft / min (39.62 m / min). The film was uniaxially oriented. The film is slow stretched at a temperature of about 260 ° F. (127 ° C.) and a rotation speed of 44 feet / minute (13.41 m / min), and a temperature of about 250 ° F. (121 ° C.) and a rotation speed of 132 feet / minute (40. It passed through a high speed draw roll at 23 m / min), followed by a heat set roll at a temperature of about 200 ° F. (93 ° C.) and a rotation speed of about 132 feet / min (40.23 m / min). The linear velocity was 132 ft / min (40.23 m / min) and the draw ratio was 3.2: 1. Two types of films, "Film 3" and "Film 4" were made. Film 3 had an average gauge of 1.082 mil and film 4 had an average gauge of 1.078 mil. The films and other physical properties are presented in Table II I below. Example IV A series of experiments were conducted to test the oxygen permeability of the inventive film laminate produced in Example III. The film was tested for oxygen permeability in the manner described in Example II. The results are presented in Table IV below. It can be said that the films 3 and 4 also have excellent oxygen barrier properties. The films prepared in Examples I and III were subjected to a standard retort treatment at a temperature of about 250 ° F (121 ° C) for about 30 minutes. Both films retained their original appearance and structural integrity. Therefore, it can be seen that the addition of MXD6 to the polyamide laminate composition improves its gas impermeability. In addition, EVOH is not able to withstand moisture and therefore it is "non-retort-suitable", so adding more than the nominal amount of EVOH to a polyamide-MXD6 composition was expected to cause the composition to decompose during retort suitability testing. Ah However, as evidenced by Examples III and IV, the addition of significant amounts of EVOH to the inner layer of MXD 6 further improved the overall oxygen impermeability without compromising its retortability or physical properties. It was Thus EVOH becomes retort suitable, while the gas impermeability of MXD6 is improved. It can be seen that the present invention provides excellent physical properties and oxygen barrier properties, and exhibits improved heat resistance to withstand severe retort processing conditions.
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1995年8月16日
【補正内容】補正された用紙第2頁の翻訳文:原翻訳文第2頁3行〜第3頁4行(これらの既 知の・・・向上した耐熱性をも示す。)と差し替える
これらの既知の遮断性積層品は、それらの軟化点が低いためそれらの構造一体性
を保持することができない。遮断成分としてアルミニウム箔を使用する他の積層
品はそのような過程でピンホールを形成する傾向があり、このためそれらもその
ような用途に不適当である。そのようなピンホールは酸素透過性を著しく高める
原因となるからである。この傾向は箔を2枚の二軸配向フィルム間に挟むことに
より制御しうるが、そのような積層品は不便であり、製造するのに経費がかかり
、熱成形することができない。
改良された機械的特性および気体遮断性を備え、かつレトルト処理条件(たと
えば約119−123℃の温度)に耐えうるフィルムを提供することが望ましい
であろう。
発明の概要
本発明によれば、少なくとも下記よりなる3層:
a)2層の脂肪族ポリアミド層;ならびに
b)脂肪族/芳香族ポリアミドおよび脂肪族/芳香族ポリアミドとエチレンビ
ニルアルコールコポリマーのブレンドよりなる群から選ばれる内部層
を有し、内部層が2層の脂肪族ポリアミド層間に配置された、レトルト適性(r
etortable)フィルムが提供される。
内部層に適した脂肪族/芳香族ポリアミドの具体例は、次式の反復単位:
またはそれらの組み合わせを有するものであり、これらの式中のR2およびR3は
同一であるか、または異なり、炭素原子少なくとも約2個、好ましくは炭素原子
約2−約12個のアルキレン基である。好ましくは内部層の脂肪族/芳香族ポリ
アミドをさらにエチレンビニルアルコールとブレンドすることができる。
本発明のフィルムは1または2以上の有益な特性を示す。これらのフィルムは
卓越した物理的特性および酸素遮断性を示すだけでなく、それらは厳しいレトル
ト処理条件に耐える向上した耐熱性をも示す。補正された用紙第4頁の翻訳文:原翻訳文第3頁下から2行〜第5頁3行(O・ ・・及びうる。)と差し替える
またはその組み合わせを有するものであり、これらの式中のRおよびR1は同一
であるか、または異なり、炭素原子少なくとも約2個のアルキレン基、好ましく
は炭素原子約2−約12個のアルキレン基である。それらのポリアミドの例は、
ジアミンとジ酸の反応により形成されるポリアミド、たとえばポリ(ヘキサメチ
レンアジポアミド)(ナイロン6,6)、ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)(
ナイロン6,10)、ポリ(ヘプタメチレンピメラミド)(ナイロン7,7)、
ポリ(オクタメチレンスベラミド)(ナイロン8,8)、ポリ(ノナメチレンア
ゼラミド)(ナイロン9,9)、ポリ(デカメチレンアゼラミド)(ナイロン1
0,9)などである。同様に有用な脂肪族ポリアミドの具体例は、アミノ酸およ
びその誘導体、たとえばラクタムの重合により形成されるものである。これらの
有用なポリアミドの具体例は、ポリ(4−アミノ酪酸)(ナイロン4)、ポリ(
6−アミノヘキサン酸)(ナイロン6、ポリ(カプロラクタム)としても知られ
る)、ポリ(7−アミノヘプタン酸)(ナイロン7)、ポリ(8−アミノオクタ
ン酸)(ナイロン8)、ポリ(9−アミノノナン酸)(ナイロン9)、ポリ(1
0−アミノデカン酸)(ナイロン10)、ポリ(11−アミノウンデカン酸)(
ナイロン11)、ポリ(12−アミノドデカン酸)(ナイロン12)などである
。2種以上の脂肪族ポリアミドのブレンドも使用しうる。
前記の脂肪族ポリアミドの反復単位から形成されるコポリマーを、層12およ
び16の作成に使用しうる。具体例であって限定ではないが、それらの脂肪族ポ
リアミドコポリマーにはカプロラクタム/ヘキサメチレンアジポアミドコポリマ
ー(ナイロン6/6,6)、ヘキサメチレンアジポアミド/カプロラクタムコポ
リマー(ナイロン6,6/6)、トリメチレンアジポアミド/ヘキサメチレンア
ゼライアミドコポリマー(ナイロントリメチル6,2/6,2)、ヘキサメチレ
ンアジポアミド/ヘキサメチレンアゼライアミド/カプロラクタムコポリマー
(ナイロン6,6/6,9/6)などが含まれる。
本発明の実施に際して用いられる好ましい脂肪族ポリアミドはポリ(カプロラ
クタム)およびポリ(ヘキサメチレンアジポアミド)であり、ポリ(カプロラク
タム)が極めて好ましい。
本発明の実施に際して用いられる脂肪族ポリアミドは業者から入手しうるか、
または既知の製造技術に従って製造することができる。たとえばポリカプロラク
タムはアライド・シグナル・インコーポレーテッドから入手しうる。
ポリアミドの数平均分子量は広範囲に及びうる。補正された用紙第10頁の翻訳文:原翻訳文第10頁17行〜第11頁20(本 発明フィルムの注目すべき・・・フィルムを製造した。)と差し替える
本発明フィルムの注目すべき特色は、それらが相対湿度(RH)90%において
卓越した気体遮断性、特に酸素遮断性を示すことである。酸素遮断抵抗は、0.
60mil(15.24μm)のゲージをもつフィルムおよびASTM D−3
985の方法を用いて、23℃で操作されるOX−Tran 1050セル(モ
ダーン・コントロールズ・インコーポレーテッド製)により測定しうる。
一般に前記方法によれば、本発明のフィルムは90%のRHにおいて23℃で
約0.5cm3/100in2/24時間/気圧(7.75cm3/m2/24時間
/気圧)以下の酸素透過速度(O2TR)をもつ。本発明フィルムの優れた酸素
遮断性により、それらは食品包装用として特に有用となる。
本発明フィルムの注目すべき他の特色は、レトルト処理に耐える能力である。
本明細書において用いるレトルト処理という用語は、細菌を死滅させるために採
用される方法であって、材料に滅菌または低温殺菌のために一般に採用されるも
のより高い温度条件、一般に119−123℃を施すことであると定義される。
本発明フィルムのレトルト適性は、ポリプロピレンの内側層とポリエステルの
外側層の間に挟まれた本発明フィルムの層からなる物品、たとえばパウチまたは
容器の蓋を作成することにより試験された。物品をシールし、次いで119−1
23℃のオートクレーブその他の加圧室内に約30分間入れた。この室内にある
間に、物品は内部に存在するスチームでレトルト処理を受ける。本発明のフィル
ムはそれらの元の光学的外観および構造一体性を保持しうることにより判定され
るように、優れたレトルト適性を示した。
実用に際しては、優れたレトルト適性を備えたフィルムは、たとえば滅菌を必
要とし、および/またはその後“加熱給仕(heat and serve)”
品を得るために加熱される食品の包装用として特に有用である。一般に食品をパ
ウチまたは容器に、食品がパウチまたは蓋のポリプロピレン層に接触するように
丁寧に装入し、次いでパウチまたは容器を滅菌する。このようなシールしたパウ
チまたは容器は、その後消費者が加熱または調理するのに適した形状のものであ
る。
本発明の性質およびそれを実施する様式を説明するために以下に数例を提示す
る。ただし本発明はその詳細事項に限定されるとみなすべきではない。
実施例I
ポリ(イミノメチレン−1,3−フェニレンイミノアジポリレン)(MXD6
)で作成された内部層を挟むポリ(ε−カプロラクタム)[ナイロン6]からの
同時押出しフィルムを製造した。補正された用紙第12頁の翻訳文:原翻訳文第12頁23行〜第13頁3行(フ ィルムを温度・・・表Iに提示する。)と差し替える
フィルムを温度約260°F(127℃)および回転速度44フィート/分(1
3.41m/分)の低速延伸ロール、そして温度約250°F(121℃)およ
び回転速度132フィート/分(40.23m/分)の高速延伸ロール、次いで
温度約200°F(93℃)および回転速度132フィート/分(40.23m
/分)のヒートセットロールに導通した。線速度は180フィート/分(54.
86m/分)であり、延伸比は3.2:1であった。2種類のフィルム、“フィ
ルム1”および“フィルム2”を作成した。フィルム1は平均ゲージ1.138
mil(28.9μm)を有し、フィルム2は平均ゲージ1.110mil(2
8.2μm)を有していた。フィルムおよび他の物理的特性を下記の表Iに提示
する。補正された用紙第14〜15頁の翻訳文:原翻訳文第14頁6行〜第16頁末行 (酸素透過度は、・・・に提示する。)と差し替える
酸素透過度は、23℃および相対湿度90%においてcm3/100in2/24
時間/気圧で測定された。
結果を下記の表IIに提示する。
フィルム1および2は卓越した酸素遮断性をもつと言える。
実施例III
75重量%MXD6および25重量%EVOHのブレンドで作成された内部層
を挟む2層のナイロン6層からの三層同時押出し構造体を製造した。MXD6と
EVOHを、予めドラムタンブラー内で室温において約30分間プレブレンドし
た。
アライド・シグナル・インコーポレーテッドにより製造されたナイロン6は、
相対蟻酸粘度73、および325kgの負荷で275℃において(条件K)0.
7g/10分のメルトインデックスを有していた。日本のミツビシ・ガス・ケミ
カル・カンパニーにより製造されたMXD6はペレット状であり、ASTM試験
No.D1238により325kgの負荷で275℃において(条件K)測定し
て、4.0g/10分のメルトインデックスを有していた。日本のニッポン・ゴ
ーセイ・カンパニー・リミテッドにより商品名“ソアルノールDC3203”で
製造されたEVOHは、エチレン含量32モル%、密度約1.19g/cm3、
および融解温度約183℃を有していた。
MXD6/EVOHブレンド層および2層のナイロン6層を、ブレンド層が2
層のナイロン6層間にあるように同時押出しして、三層同時押出しフィルムを製
造した。ナイロン6層を、帯域1−510°F、帯域2−510°F、帯域3−
510°F、帯域4−495°F、帯域5−495°F、およびアダプター帯域
1−490°F(それそれ266、266、266、257、257、およひ2
54℃の温度に相当)の温度プロフィルをもつ31/2インチ(88.9mm)直
径のデイビス・スタンダード押出し機から押出した。押出し機はスクリュー速度
25−30rpm、モーター駆動アンペア数25アンペア、バレル圧力1000
psig(6.99×103kPa)、ナイロンの溶融温度490°F(254
℃)、および押出し機出力120ポンド/時(54.43kg/時)で操作され
た。
MXD6/EVOHブレンド層を、2インチ(50.8mm)直径のウェレッ
クス押出し機から押出した。押出し機は、帯域1−485°F、帯域2−480
°F、および帯域3−490°F、ならびにアダプター帯域1−485°F(そ
れぞれ252、249、254、および252℃の温度に相当)の温度プロフィ
ルを有していた。押出し機の操作条件には、スクリュー速度100rpm、モー
ター駆動アンペア数10−15アンペア、溶融温度513°F(267℃)、お
よび押出し機出力60ポンド/時(27.22kg/時)が含まれていた。
2つの押出し機からの押出し物を、ジョンソン・プラスチック・コーポレーシ
ョンにより製造された、帯域1−約500−525°F、および帯域2−約50
0−525°F(それぞれ約260−274℃の温度に相当)のアダプター温度
で操作されるフィードブロック同時押出しアダプターを通して供給した。フラッ
トキャストダイ温度は約500°F(260℃)で操作された。次いでこの同時
押出しフィルムを、温度約190°F(88℃)および回転速度40フィート/
分(12.19m/分)のロール上で、続いて温度約220°F(104℃)お
よび回転速度42フィート/分(12.8m/分)の予熱ロール上でキャスチン
グした。全押出し出力は180ポンド/時(81.65kg/時)であり、線速
度は約130フィート/分(39.62m/分)であった。
フィルムを一軸方向に配向させた。フィルムを温度約260°F(127℃)
および回転速度44フィート/分(13.41m/分)の低速延伸ロール、そし
て温度約250°F(121℃)および回転速度132フィート/分(40.2
3m/分)の高速延伸ロール、次いで温度約200°F(93℃)および回転速
度約132フィート/分(40.23m/分)のヒートセットロールに導通した
。線速度は132フィート/分(40.23m/分)であり、延伸比は3.2:
1であった。2種類のフィルム、“フィルム3”および“フィルム4”を作成し
た。フィルム3は平均ゲージ1.082mil(27.5μm)を有し、フィル
ム4は平均ゲージ1.078mil(27.4μm)を有していた。フィルムお
よび他の物理的特性を下記の表IIIに提示する。補正された用紙第17頁の翻訳文:原翻訳文第18頁2〜末行(結果を・・・示 すことが分かる。)と差し替える
結果を下記の表IVに提示する。
フィルム3および4も卓越した酸素遮断性をもつと言える。
実施例IおよびIIIで製造したフィルムに、約250°F(121℃)の温
度で約30分間の標準的なレトルト処理を施した。両方のフィルムともそれらの
元の外観および構造一体性を保持していた。
従ってMXD6をポリアミド積層組成物に添加するとその気体不透過性が改良
されることが分かる。
さらに、EVOHは水分に耐えることができず、従ってそれは“非レトルト適
性”であるため、公称量以上のEVOHをポリアミド−MXD6組成物に添加す
ると組成物はレトルト適性試験に際して分解すると予想されたであろう。ところ
が実施例IIIおよびIVにより証明されたように、有意量のEVOHをMXD
6の内部層に添加すると、そのレトルト適性または物理的特性が低下することな
く全体的な酸素不透過性がさらに改良された。こうしてEVOHはレトルト適性
となり、一方、MXD6の気体不透過性は向上する。
本発明は卓越した物理的特性および酸素遮断性を提供し、かつ厳しいレトルト
処理条件に耐える向上した耐熱性を示すことが分かる。補正された用紙第17〜20頁の翻訳文:原翻訳文第19〜21行(請求の範囲 1〜10)と差し替える
請求の範囲
1.少なくとも下記よりなる3層:
a)2層の脂肪族ポリアミド層;ならびに
b)脂肪族/芳香族ポリアミドおよび脂肪族/芳香族ポリアミドとエチレンビ
ニルアルコールコポリマーのブレンドよりなる群から選ばれる内部層
を有し、内部層が2層の脂肪族ポリアミド層間に配置され、そして脂肪族/芳香
族ポリアミドが約85℃以下のガラス転移温度を有している、レトルト適性フィ
ルム。
2.脂肪族ポリアミドが次式の反復単位:
を有するポリアミドまたはそれらの組み合わせ
[これらの式中
RおよびR1は同一であるか、または異なり、少なくとも約2個の炭素原子を
有するアルキレンである]
よりなる群から選ばれる、請求項1に記載のフィルム。
3.脂肪族ポリアミドがポリ(ヘキサメチレンアジポアミド)、ポリ(4−ア
ミノ酪酸)、ポリ(カプロラクタム)、ポリ(7−アミノヘプタン酸)、カプロ
ラクタム/ヘキサメチレンアジポアミドコポリマー、およびヘキサメチレンアジ
ポアミド/カプロラクタムコポリマーよりなる群から選ばれる、請求項2に記載
のフィルム。
4.脂肪族/芳香族ポリアミドが次式の反復単位:
[式中
R2およびR3は異なり、少なくとも約2個の炭素原子を有するアルキレン基ま
たはアリーレンであり、ただしR2がアリーレンである場合はR3はアルキレンで
あり、R2がアルキレンである場合はR3はアリーレンまたはジアルキレンフェニ
レンである]
を有するポリアミドよりなる群から選ばれる、請求項1に記載のフィルム。
5.R2およびR3が異なり、2−約12個の炭素原子を有するアルキレン;ま
たは置換もしくは非置換フェニレン、アルキレンフェニレンもしくはジアルキレ
ンフェニレンであり、それらにおいて許容しうる置換基がアルキル、アルコキシ
もしくはハロであり、脂肪族部分が1−約7個の炭素原子を有する、請求項4に
記載のフィルム。
6.脂肪族/芳香族ポリアミドがポリ(2,2,2−トリメチルヘキサメチレ
ンテレフタルアミド)、およびポリ(m−キシリレンアジポアミド)、ポリ(p
−キシリレンアジポアミド)、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)、ポリ
(ヘキサメチレンテレフタルアミド)、およびポリ(ドデカメチレンテレフタル
アミド)よりなる群から選ばれる、請求項4に記載のフィルム。
7.90%の相対湿度および23℃において約7.75cm3/m2/気圧以下
の酸素透過度を有する、請求項1に記載のフィルム。
8.脂肪族ポリアミドがポリ(カプロラクタム)、ポリ(ヘキサメチレンアジ
ポアミド)およびカプロラクタム/ヘキサメチレンアジポアミドコポリマーより
なる群から選ばれ;かつ
内部層がポリ(m−キシリレンアジポアミド)であり、
その際フィルムが90%の相対湿度および23℃において約7.75cm3/m2
/24時間/気圧以下の酸素透過度を有する、請求項1に記載のフィルム。
9.ブレンドが約50−95重量%のポリ(m−キシリレンアジポアミド)お
よび約5−50重量%のエチレンビニルアルコールコポリマーからなる、請求項
8に記載のフィルム。
10.少なくとも下記よりなる3層:
a)ポリ(カプロラクタム)、ポリ(ヘキサメチレンアジポアミド)およびカ
プロラクタム/ヘキサメチレンアジポアミドコポリマーよりなる群から選ばれる
2層の脂肪族ポリアミド;ならびに
b)ポリ(m−キシリレンアジポアミド)とエチレンビニルアルコールコポリ
マーのブレンドからなる内部層
を有し、フィルムが90%の相対湿度および23℃において約4.65cm3/
m2/24時間/気圧以下の酸素透過度を有する、レトルト適性フィルム。[Procedure of Amendment] Article 184-8 of the Patent Act
[Submission date] August 16, 1995
[Correction contents]Corrected Form Page 2 Translated Text: Original Translated Text Page 2 Line 3 to Page 3 Line 4 It also shows improved heat resistance. )
These known barrier laminates have their structural integrity due to their low softening point.
Can't hold. Other laminates using aluminum foil as barrier component
Goods tend to form pinholes in such a process, which is why they too
Not suitable for such applications. Such pinholes significantly enhance oxygen permeability
This is the cause. This tendency is due to sandwiching the foil between two biaxially oriented films
Although more controllable, such laminates are inconvenient and costly to manufacture.
, Cannot be thermoformed.
It has improved mechanical properties and gas barrier properties, and retort treatment conditions
It is desirable to provide a film that can withstand temperatures of, for example, about 119-123 ° C.
Will.
Summary of the invention
According to the invention, three layers consisting of at least the following:
a) two layers of aliphatic polyamide; and
b) Aliphatic / aromatic polyamides and aliphatic / aromatic polyamides with ethylene vinyl
Inner layer selected from the group consisting of blends of nyl alcohol copolymers
And an inner layer disposed between two aliphatic polyamide layers, the retortability (r
An etortable film is provided.
Specific examples of aliphatic / aromatic polyamides suitable for the inner layer include repeating units of the formula:
Or those having a combination thereof, R in these formulas2And RThreeIs
Identical or different, at least about 2 carbon atoms, preferably carbon atoms
About 2 to about 12 alkylene groups. Preferably inner layer aliphatic / aromatic poly
The amide can be further blended with ethylene vinyl alcohol.
The films of the present invention exhibit one or more beneficial properties. These films are
Not only do they show outstanding physical properties and oxygen barriers, they are also strict retorts.
It also exhibits improved heat resistance to withstand heat treatment conditions.Corrected form Translation on page 4: Original translation, page 3, line 2 from bottom to page 5, line 3 (O. .. )
Or a combination thereof, wherein R and R in these formulas are1Are the same
Or different, and is an alkylene group having at least about 2 carbon atoms, preferably
Is an alkylene group having from about 2 to about 12 carbon atoms. Examples of those polyamides are
Polyamides formed by the reaction of diamines and diacids, such as poly (hexamethyi)
Len adipamide) (nylon 6,6), poly (hexamethylene sebacamide) (
Nylon 6,10), Poly (heptamethylene pimeramide) (Nylon 7,7),
Poly (octamethylene sveramide) (nylon 8,8), poly (nonamethylene methylene chloride)
Zeramide) (nylon 9,9), poly (decamethylene azeramide) (nylon 1
0, 9) and so on. Specific examples of similarly useful aliphatic polyamides include amino acids and
And derivatives thereof, such as those formed by the polymerization of lactams. these
Specific examples of useful polyamides include poly (4-aminobutyric acid) (nylon 4), poly (
6-aminohexanoic acid) (also known as nylon 6, poly (caprolactam))
), Poly (7-aminoheptanoic acid) (nylon 7), poly (8-aminoocta)
Acid) (nylon 8), poly (9-aminononanoic acid) (nylon 9), poly (1
0-aminodecanoic acid) (nylon 10), poly (11-aminoundecanoic acid) (
Nylon 11), poly (12-aminododecanoic acid) (nylon 12), etc.
. Blends of two or more aliphatic polyamides may also be used.
The copolymer formed from the repeating units of the aliphatic polyamide described above is used in layers 12 and
And 16 can be used. By way of example and not limitation, those aliphatic
Caprolactam / hexamethylene adipamide copolymer for the Liamide copolymer
-(Nylon 6 / 6,6), hexamethylene adipamide / caprolactam copo
Limmer (nylon 6,6 / 6), trimethylene adipamide / hexamethylene chloride
Zerai amide copolymer (nylon trimethyl 6,2 / 6,2), hexamethylene
Nazipoamide / Hexamethyleneazelaiamide / Caprolactam copolymer
(Nylon 6,6 / 6,9 / 6) and the like are included.
The preferred aliphatic polyamides used in the practice of this invention are poly (caprolane).
And poly (hexamethylene adipamide) and poly (caprolactam).
Tom) is highly preferred.
Are the aliphatic polyamides used in the practice of the invention available from commercial suppliers,
Alternatively, it can be manufactured according to known manufacturing techniques. For example, Polycaprolac
Toms are available from Allied Signal Inc.
The number average molecular weight of polyamides can range over a wide range.Corrected form Page 10 translation: original translation Page 10 line 17 to page 11 20 (book Inventive film notable ... A film was produced. )
The notable feature of the films of the present invention is that they have a relative humidity (RH) of 90%.
It has an excellent gas barrier property, particularly an oxygen barrier property. The oxygen barrier resistance is 0.
Film with 60 mil (15.24 μm) gauge and ASTM D-3
OX-Tran 1050 cell (model) operated at 23 ° C. using the method of 985.
Dawn Controls Incorporated).
Generally, according to the above method, the film of the present invention has a RH of 90% at 23 ° C.
About 0.5 cmThree/ 100in2/ 24 hours / atmospheric pressure (7.75 cmThree/ M2/ 24 hours
Oxygen transmission rate (O2TR). Excellent oxygen of the film of the present invention
The barrier properties make them particularly useful for food packaging.
Another notable feature of the inventive film is its ability to withstand retort processing.
As used herein, the term retort treatment is used to kill bacteria.
The method used, which is commonly used for sterilization or pasteurization of materials.
Higher temperature conditions, generally 119-123 ° C.
The retortability of the film of the present invention depends on the inner layer of polypropylene and polyester.
Articles comprising layers of the film of the invention sandwiched between outer layers, such as pouches or
Tested by making a lid on the container. Seal the article, then 119-1
It was placed in a pressure chamber such as an autoclave at 23 ° C. for about 30 minutes. In this room
In the meantime, the article is retorted with the steam present inside. The fill of the present invention
Are determined by their ability to retain their original optical appearance and structural integrity.
Thus, it showed excellent retort suitability.
In practice, films with excellent retort suitability, for example, require sterilization.
Important and / or then “heat and serve”
It is particularly useful for packaging foods that are heated to obtain a product. Generally, food
Place the pouch or container in the pouch or container so that the food comes in contact with the polypropylene layer on the pouch or lid.
Carefully load and then sterilize the pouch or container. Such a sealed pow
The box or container is of a shape suitable for subsequent heating or cooking by the consumer.
You.
Several examples are presented below to illustrate the nature of the invention and the manner in which it is practiced.
You. However, the invention should not be regarded as limited to the details.
Example I
Poly (iminomethylene-1,3-phenyleneiminoaziporylene) (MXD6
From poly (ε-caprolactam) [nylon 6] sandwiching an inner layer made of
A coextruded film was produced.Corrected form, page 12, translation: original translation, page 12, line 23 to page 13, line 3 The films are presented in Table I. )
The film is heated to approximately 260 ° F (127 ° C) and a rotational speed of 44 ft / min (1
3.41 m / min) slow draw roll, and temperature about 250 ° F (121 ° C) and
And a high speed drawing roll with a rotation speed of 132 ft / min (40.23 m / min), then
Temperature approximately 200 ° F (93 ° C) and rotation speed 132 ft / min (40.23 m
/ Min) to the heat set roll. Linear velocity is 180 ft / min (54.
86 m / min) and the draw ratio was 3.2: 1. Two types of film, "Fi
Rum 1 "and" Film 2 "were made. Film 1 has an average gauge of 1.138.
Film 2 has an average gauge of 1.110 mils (28.9 μm).
8.2 μm). The films and other physical properties are presented in Table I below.
I do.Corrected translation of pages 14 to 15: Original translation, page 14, line 6 to page 16, end line (Oxygen permeability is shown in ...)
Oxygen permeability is cm at 23 ° C and 90% relative humidityThree/ 100in2/ 24
Measured in time / atm.
The results are presented in Table II below.
It can be said that the films 1 and 2 have excellent oxygen barrier properties.
Example III
Inner layer made of a blend of 75 wt% MXD6 and 25 wt% EVOH
A three-layer co-extruded structure from two layers of nylon 6 sandwiching was sandwiched. MXD6
Pre-blend EVOH in drum tumbler at room temperature for about 30 minutes
Was.
Nylon 6 manufactured by Allied Signal Inc. is
A relative formic acid viscosity of 73, and a load of 325 kg at 275 ° C. (condition K) of 0.
It had a melt index of 7 g / 10 minutes. Japan's Mitsubishi Gas Chem
MXD6 manufactured by Cal Company is in pellet form and ASTM tested
No. Measured at 275 ° C. (condition K) under a load of 325 kg according to D1238
It had a melt index of 4.0 g / 10 minutes. Nippon Go of Japan
-Say Company Limited under the product name "Soarnol DC3203"
The manufactured EVOH has an ethylene content of 32 mol% and a density of about 1.19 g / cm.Three,
And had a melting temperature of about 183 ° C.
MXD6 / EVOH blend layer and 2 nylon 6 layers, 2 blend layers
3 layers coextruded film by coextruding so that it is between 6 layers of nylon
I made it. 6 layers of nylon, band 1-510 ° F, band 2-510 ° F, band 3-
510 ° F, band 4-495 ° F, band 5-495 ° F, and adapter band
1-490 ° F (which is 266, 266, 266, 257, 257, and 2
3 1/2 inch (88.9mm) straight with a temperature profile of 54 ° C)
The diameter was extruded from a Davis Standard extruder. Extruder screw speed
25-30 rpm, motor drive amperage 25 amps, barrel pressure 1000
psig (6.99 x 10ThreekPa), melting temperature of nylon 490 ° F (254
C.), and extruder output 120 lb / hr (54.43 kg / hr)
Was.
MXD6 / EVOH blend layer with a 2 inch (50.8 mm) diameter wellet.
Extruded from a cous extruder. Extruder, band 1-485 ° F, band 2-480
° F, and band 3-490 ° F, and adapter band 1-485 ° F.
Temperature profiles of 252, 249, 254, and 252 ° C, respectively)
Had a le. The operating conditions of the extruder are: screw speed 100 rpm, motor
Ter driving amperage 10-15 amps, melting temperature 513 ° F (267 ° C),
And extruder output of 60 lb / hr (27.22 kg / hr) was included.
The extrudates from the two extruders were transferred to Johnson Plastics Corp.
Band 1-about 500-525 ° F and Band 2-about 50
Adapter temperatures of 0-525 ° F (corresponding to temperatures of approximately 260-274 ° C, respectively)
Was fed through a feedblock co-extrusion adapter operated at. Fl
The Tocast die temperature was operated at about 500 ° F (260 ° C). Then this same time
Extruded film at a temperature of approximately 190 ° F (88 ° C) and a rotation speed of 40 feet /
Min (12.19 m / min) on a roll, followed by a temperature of approximately 220 ° F (104 ° C).
And casting on a preheated roll at 42 ft / min (12.8 m / min)
I'm sorry The total extrusion output is 180 lb / hr (81.65 kg / hr) and the linear velocity
The degree was about 130 feet / minute (39.62 m / minute).
The film was uniaxially oriented. The film temperature is approximately 260 ° F (127 ° C)
And a low speed drawing roll having a rotation speed of 44 ft / min (13.41 m / min),
Temperature of about 250 ° F (121 ° C) and rotation speed of 132 ft / min (40.2
3 m / min) high speed drawing roll, then temperature about 200 ° F (93 ° C) and rotation speed
Conducted through a heat set roll at a rate of about 132 feet / minute (40.23 m / minute)
. The linear velocity is 132 ft / min (40.23 m / min) and the draw ratio is 3.2:
It was one. Create two types of film, "Film 3" and "Film 4"
Was. Film 3 has an average gauge of 1.082 mil (27.5 μm) and fill
Mum 4 had an average gauge of 1.078 mil (27.4 μm). Film
And other physical properties are presented in Table III below.Corrected form, page 17, translation: original translation, page 18, page 2 to end (show results ... I understand. )
The results are presented in Table IV below.
It can be said that the films 3 and 4 also have excellent oxygen barrier properties.
The films prepared in Examples I and III had a temperature of about 250 ° F (121 ° C).
A standard retort treatment was applied for about 30 minutes per degree. Both films
It retained its original appearance and structural integrity.
Therefore, adding MXD6 to a polyamide laminate composition improves its gas impermeability.
I understand that it will be done.
In addition, EVOH cannot tolerate moisture, so it is "non-retort fit".
Since it is "property", more than the nominal amount of EVOH is added to the polyamide-MXD6 composition.
The composition would then be expected to decompose during retort suitability testing. By the way
As demonstrated by Examples III and IV, a significant amount of EVOH was added to MXD
Addition to the inner layer of No. 6 does not reduce its retortability or physical properties.
Further improved overall oxygen impermeability. Thus EVOH is suitable for retort
On the other hand, the gas impermeability of MXD6 is improved.
The present invention provides outstanding physical properties and oxygen barrier properties, and is a demanding retort.
It can be seen that it exhibits improved heat resistance to withstand the processing conditions.Translated translation of revised paper, pages 17-20: Original translation, lines 19-21 (claims) 1 to 10)
The scope of the claims
1. At least three layers consisting of:
a) two layers of aliphatic polyamide; and
b) Aliphatic / aromatic polyamides and aliphatic / aromatic polyamides with ethylene vinyl
Inner layer selected from the group consisting of blends of nyl alcohol copolymers
Having an inner layer disposed between two aliphatic polyamide layers, and having an aliphatic / aromatic
A retort-appropriate filler having a glass transition temperature of less than about 85 ° C.
Lum.
2. An aliphatic polyamide has the repeating unit of the formula:
With polyamide or combinations thereof
[In these formulas
R and R1Are the same or different and have at least about 2 carbon atoms
Have alkylene]
The film according to claim 1, which is selected from the group consisting of:
3. Aliphatic polyamide is poly (hexamethylene adipamide), poly (4-a
Minobutyric acid), poly (caprolactam), poly (7-aminoheptanoic acid), capro
Lactam / hexamethylene adipamide copolymer, and hexamethylene azide
The selected from the group consisting of poamide / caprolactam copolymer, according to claim 2.
Film.
4. An aliphatic / aromatic polyamide is a repeating unit of the formula:
[In the formula
R2And RThreeAre different from alkylene groups having at least about 2 carbon atoms.
Or Arylene, where R2R is AryleneThreeIs alkylene
Yes, R2R is alkyleneThreeIs arylene or dialkylene phenyl
Len]
The film according to claim 1, which is selected from the group consisting of polyamides having:
5. R2And RThreeAlkylene having from 2 to about 12 carbon atoms;
Or substituted or unsubstituted phenylene, alkylenephenylene or dialkyle
Is phenylene and the permissible substituents therein are alkyl, alkoxy.
Or halo and the aliphatic portion has 1 to about 7 carbon atoms.
The film described.
6. Aliphatic / aromatic polyamides are poly (2,2,2-trimethylhexamethylene)
Terephthalamide), and poly (m-xylylene adipamide), poly (p
-Xylylene adipamide), poly (hexamethylene isophthalamide), poly
(Hexamethylene terephthalamide), and poly (dodecamethylene terephthalate)
The film according to claim 4, which is selected from the group consisting of amide).
Approximately 7.75 cm at 7.90% relative humidity and 23 ° CThree/ M2/ Below atmospheric pressure
The film of claim 1 having an oxygen permeability of.
8. Aliphatic polyamide is poly (caprolactam), poly (hexamethyleneazide)
Poamide) and caprolactam / hexamethylene adipamide copolymer
Selected from the group
The inner layer is poly (m-xylylene adipamide),
The film is then about 7.75 cm at 90% relative humidity and 23 ° C.Three/ M2
The film of claim 1, having an oxygen permeability of / 24 hours / atm or less.
9. The blend contains about 50-95% by weight of poly (m-xylylene adipamide).
And about 5-50% by weight ethylene vinyl alcohol copolymer.
The film according to item 8.
10. At least three layers consisting of:
a) poly (caprolactam), poly (hexamethylene adipamide) and
Selected from the group consisting of prolactam / hexamethylene adipamide copolymers
Two layers of aliphatic polyamide; and
b) Poly (m-xylylene adipamide) and ethylene vinyl alcohol copoly
Inner layer consisting of a blend of mars
And the film is about 4.65 cm at 90% relative humidity and 23 ° C.Three/
m2Retort-appropriate film having an oxygen permeability of / 24 hours / atm or less.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),CA,JP,KR────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, M
C, NL, PT, SE), CA, JP, KR